數(shù)控加工工藝與編程教案

教案

序號(hào)1授課日期班級

項(xiàng)目（章節(jié)）緒論授課時(shí)數(shù)2

1、掌握數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的相關(guān)概念

教學(xué)目標(biāo)

與要求2、理解本課程的專業(yè)作用及學(xué)習(xí)要求

教學(xué)難點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的分類及坐標(biāo)系建立方法

與重點(diǎn)

多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、（現(xiàn)代化）

授課方法多媒體

分析教學(xué)手段

作業(yè)整理課上筆記

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

課程引入：何為數(shù)控技術(shù)？數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是什么？5min

本課程的性質(zhì)與任務(wù)的講解lOmin

性質(zhì)：實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課5min

任務(wù)：學(xué)習(xí)數(shù)控加工工藝制訂及典型數(shù)控系統(tǒng)的編程的相關(guān)知識(shí)與技能。

1、知識(shí)要求：

（1）了解數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床在機(jī)械部分、電氣控制部分的不同。

（2）了解數(shù)控機(jī)床的維護(hù)方法及采取的安全措施。

（3）了解數(shù)控機(jī)床簡單故障的分析及排除思路。

2、技能要求：

（1）熟練掌握數(shù)控機(jī)床加工工藝分析、程序編制。

（2）掌握各數(shù)控機(jī)床操作步驟。

（3）各數(shù)控機(jī)床加工方法并能獨(dú)立熟練加工中等難度的零件。

緒論

一、數(shù)控技術(shù)及發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控。是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備

動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)范圍復(fù)蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)；（2）信息處理、加工、

傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)：（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（5）傳感器技術(shù)：（6）軟件技術(shù)等。

教案

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

數(shù)控加工技術(shù)優(yōu)勢如下：lOmin

1.加工效率高。lOmin

利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計(jì)算機(jī)控制，所以零件的互換lOmin

性強(qiáng)，加工的速度快。20min

2.加工精度高。15min

同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置，提高分辨率，減少了人為誤差，因此加工lOmin

的效率可以得到很大的提高。5min

3.勞動(dòng)強(qiáng)度低。

由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段

那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。

4.適應(yīng)能力強(qiáng)

數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式，因此加

工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。

5.工作環(huán)境好。

數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對機(jī)床的運(yùn)行溫度、濕

度及環(huán)境都有較高的要求。

二、數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)

1.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

2.數(shù)控機(jī)床的分類

3.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

(1)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的確定

1)機(jī)床相對運(yùn)動(dòng)的規(guī)定。無論機(jī)床在實(shí)際加工中是工件運(yùn)動(dòng)還是刀具運(yùn)動(dòng)，在確定編程坐

標(biāo)時(shí)，一般看作是工件相對靜止，而刀具運(yùn)動(dòng)這一原則。

2)機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定。在確定機(jī)床坐標(biāo)軸時(shí)，一般先確定Z軸，然后確定X軸和Y軸，最

后確定其他軸。機(jī)床某一零件運(yùn)動(dòng)的正方向，是指增大工件和刀具之間距離的方向。

(2)工件坐標(biāo)系

工件坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素(點(diǎn)、直線和圓弧)的位置而建立的坐標(biāo)

系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即是工件零點(diǎn)。

三、本課程的學(xué)習(xí)目的和要求

1.本課程的學(xué)習(xí)目的

本課程是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，與數(shù)控加工工藝、數(shù)控機(jī)床操作緊密聯(lián)系。通過本

課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠針對被加工零件，在合理地制定數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)控機(jī)床

的數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的編程規(guī)則和編程方法，編制零件的加工程序，為數(shù)控加工做準(zhǔn)備。

2.本課程的學(xué)習(xí)要求

本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)

教案

序號(hào)2授課日期班級

項(xiàng)目(章節(jié))1.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)授課時(shí)數(shù)2

教學(xué)目標(biāo)1、掌握數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容

與要求2、了解數(shù)控加工工藝文件的格式

教學(xué)難點(diǎn)1、數(shù)控加工工序的劃分及刀具選擇等工藝相關(guān)知識(shí)

與重點(diǎn)

2、數(shù)控機(jī)工工藝文件的作用及要求

多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、(現(xiàn)代化)

授課方法多媒體

分析教學(xué)手段

作業(yè)P331.1,1.2,1.5,1.7

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

復(fù)習(xí)：數(shù)控機(jī)床及相關(guān)坐標(biāo)系知識(shí)5min

第1章數(shù)控加工工藝與編程基礎(chǔ)lOmin

1.1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)5min

數(shù)控加工與通用機(jī)床加工相比較，在許多方面遵循的原則基本一致。但由于數(shù)控機(jī)床本身自

動(dòng)化程度較高，控制方式不同，設(shè)備費(fèi)用也高，使數(shù)控加工工藝相應(yīng)形成了以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1.工藝的內(nèi)容十分具體

2.工藝的設(shè)計(jì)非常嚴(yán)密

3.注重加工的適應(yīng)性

1.1.1數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容

工藝設(shè)計(jì)是對工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作，它必須在程序編制工作之前完成。填寫數(shù)

控加工專用技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。這些技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、產(chǎn)品

驗(yàn)收的依據(jù)，也是操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程，同時(shí)還為產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)積累了必要的工藝資料，

為企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)儲(chǔ)備。技術(shù)文件是對數(shù)控加工的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的

內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具及其它技術(shù)問題。

不同的數(shù)控機(jī)床，工藝文件的內(nèi)容也有所不同。一般的工藝文件應(yīng)包括：

(1)編程任務(wù)書。

(2)數(shù)控加工工序卡片。

(3)數(shù)控機(jī)床調(diào)整單。

(4)數(shù)控加工刀具卡片。

(5)數(shù)控加工進(jìn)給路線圖。

(6)數(shù)控加工程序單。

教案

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

1.數(shù)控加工編程任務(wù)書lOmin

編程任務(wù)書闡明了工藝人員對數(shù)控加工工序的技術(shù)要求、工序說明和數(shù)控加工前應(yīng)保證的加5min

工余量，是編程員與工藝人員協(xié)調(diào)工作和編制數(shù)控程序的重要依據(jù)之一。5min

2.數(shù)控加工工序卡lOmin

數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序簡圖中應(yīng)注明編程原點(diǎn)與對刀5min

點(diǎn)，要有編程說明及切削參數(shù)的選擇等，它是操作人員進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料。工5min

序卡應(yīng)按已確定的工步順序填寫。lOmin

3.數(shù)控加工工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片(簡稱裝夾圖和零件設(shè)定卡)15min

lOmin

它應(yīng)表示出數(shù)控加工原點(diǎn)定位方法和夾緊方法，并應(yīng)注明加工原點(diǎn)設(shè)置位置和坐標(biāo)方向，使

5min

用的夾具名稱和編號(hào)等。

4.數(shù)控刀具卡片

數(shù)控加工刀具卡主要反映刀具名稱、編號(hào)、規(guī)格、長度等內(nèi)容。它是組裝刀具、調(diào)整刀具的

依據(jù)。

5.數(shù)控加工走刀路線圖

在數(shù)控加工中，常要注意并防止刀具在運(yùn)動(dòng)過程中與夾具或工件發(fā)生意外碰撞，為此必須設(shè)

法告訴操作者關(guān)于編程中的刀具運(yùn)動(dòng)路線(如：從哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等)。

為簡化走刀路線圖，一般可采用統(tǒng)一約定的符號(hào)來表示。

6.數(shù)控加工程序單

數(shù)控加工程序單是編程員根據(jù)工藝分析情況，按照機(jī)床特點(diǎn)的指令代碼編制的。它是記錄數(shù)

控加工工藝過程、工藝參數(shù)的清單，有助于操作員正確理解加工程序內(nèi)容。

1.1.2數(shù)控加工工序的劃分

(1)以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。

(2)以加工部分劃分工序。

(3)以粗、精加工劃分工序。

1.1.3數(shù)控加工刀具的選擇

選擇刀具應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素

正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟(jì)。

1.1.4數(shù)控加工走刀路線的選擇

走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工序的內(nèi)容，而且

也反映出工序的順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。因此，在確定走刀路線時(shí)最好畫一張工

序簡圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去(包括進(jìn)刀、退刀路線)，這樣可為編程帶來不少方便。

本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)

教案

序號(hào)3授課日期班級

項(xiàng)目(章節(jié))1.2數(shù)控加工及相關(guān)基礎(chǔ)授課時(shí)數(shù)2

1、掌握數(shù)控加工相關(guān)知識(shí)

教學(xué)目標(biāo)

與要求2、理解數(shù)控加工原理

教學(xué)難點(diǎn)1、數(shù)控加工刀位計(jì)算原理

與重點(diǎn)

2、刀具半徑補(bǔ)償與長度補(bǔ)償

多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、(現(xiàn)代化)

授課方法多媒體

分析教學(xué)手段

作業(yè)P331.12,1.14

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

復(fù)習(xí)：數(shù)控加工工藝制定與文件的相關(guān)知識(shí)。5min

1.2數(shù)控加工及相關(guān)基礎(chǔ)15min

1.2.1數(shù)控加工原理

數(shù)控刀軌是由一系列簡單的線段連接而成的折線，折線上的結(jié)點(diǎn)稱為刀位點(diǎn)。刀具的中心點(diǎn)

沿著刀軌依次經(jīng)過每一個(gè)刀位點(diǎn)，從而切削出工件的形狀.

刀具從一個(gè)刀位點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)稱為數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。由于數(shù)控機(jī)床一般

只能以直線或圓弧這兩種簡單的運(yùn)動(dòng)形式完成插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，因此數(shù)控刀軌只能是由許多直線段和圓

弧段將刀位點(diǎn)連接而成的折線。

數(shù)控編程的任務(wù)是計(jì)算出數(shù)控刀軌，并以程序的形式輸出到數(shù)控機(jī)床，其核心內(nèi)容就是計(jì)算

出數(shù)控刀軌上的刀位點(diǎn)。

在數(shù)控加工誤差中，與數(shù)控編程直接相關(guān)的有兩個(gè)主要部分：

(1)刀軌的插補(bǔ)誤差。由于數(shù)控刀軌只能由直線和圓弧組成，因此只能近似地?cái)M合理想的加

工軌跡。

(2)殘余高度。在曲面加工中，相鄰兩條數(shù)控刀軌之間會(huì)留下未切削區(qū)域，由此造成的加工

誤差稱為殘余高度，它主要影響加工表面的粗糙度。

刀具的表面成形運(yùn)動(dòng)通常分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)指機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量主

要影響產(chǎn)品的表面光潔度。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是主軸相對工件的平動(dòng)，其傳動(dòng)質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)床的加工

性能。

教案

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

1.2.2數(shù)控加工刀位計(jì)算lOmin

數(shù)控加工刀位點(diǎn)的計(jì)算過程可分為3個(gè)階段。lOmin

(1)加工表面的偏置。lOmin

(2)刀軌形式的確定。20min

(3)刀位點(diǎn)的計(jì)算。15min

1.2.3高度與安全高度lOmin

起止高度指進(jìn)退刀的初始高度。在程序開始時(shí)，刀具將先到這一高度，同時(shí)在程序結(jié)束后，5min

刀具也將退回到這一高度。起止高度就大于或等于安全高度，安全高度也稱為提刀高度，是為了

避免刀具碰撞工件而設(shè)定的高度(Z值)。

1.2.4刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償

數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行輪廓加工時(shí)，由于刀具有一定的半徑(如銃刀半徑)，因此在加工時(shí)，刀

具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡必須偏離零件實(shí)際輪廓一個(gè)刀具半徑值，否則加工出的零件盡寸與實(shí)際需要

的尺寸將相差一個(gè)刀具半徑值或者一個(gè)刀具直徑值。此外，在零件加工時(shí)，有時(shí)還需要考慮加

工余量和刀具磨損等因素的影響。

根據(jù)加工情況，有時(shí)不僅需要對刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償，還要對刀具長度進(jìn)行補(bǔ)償。

1.2.5順銃與逆銃

1.2.6冷卻液開關(guān)

1.2.7拐角控制

拐角是在切削過程中遇到拐角時(shí)的處理方式，有圓角和尖角兩種處理方法，這主要對于機(jī)床

及刀具有意義，對零件的加工結(jié)果不影響。尖角處理時(shí)，刀具從輪廓的一邊到另一邊的過程中，

以直線的方式過濾，適合于大于90°的角。圓弧方式處理時(shí)，刀具從輪廓的一邊到另一邊的過程

中，以圓弧的方式過濾，適合于小于或等于90°的角。采用圓弧過濾可以避免機(jī)床進(jìn)給方向的急

劇變化。在處理有加工留量的角落時(shí)，某些系統(tǒng)軟件會(huì)將補(bǔ)正后的加輪廓線做成角落圓角，即有

以下三種方式處理。

(1)角落圓角：處理成工件外部輪廓及刀具路徑都是圓角。

(2)角落尖角：處理成工件外部輪廓為尖角，而刀具路徑為圓角。

(3)路徑尖角：處理成工件外部輪廓及刀具路徑都是尖角。

1.2.8輪廓控制

在數(shù)控編程中，不少時(shí)候需要通過輪廓來限制加工范圍，而某些刀軌形中，輪廓是必不可少

的因素，缺少輪廓將無法生成刀路軌跡。輪廓線需要設(shè)定其偏置補(bǔ)償?shù)姆较?，對于封閉的輪廓線

會(huì)有3種參數(shù)選擇，即刀具是在輪廓上、輪廓內(nèi)或輪廓外。

(1)刀具在輪廓上(ON),刀具中心線與輪廓線相重合，即不考慮補(bǔ)償。

(2)刀具在輪廓內(nèi)(Inside),是刀具中心不到輪廓上，而刀具的側(cè)邊到輪廓上，即相差一

個(gè)刀具半徑。

(3)刀具在輪廓外(Outside),刀具中心越過輪廓線，超過輪廓線一個(gè)刀具半徑。

本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)

教案

序號(hào)4授課日期班級

項(xiàng)目（章節(jié)）1.3數(shù)控編程基礎(chǔ)授課時(shí)數(shù)2

1、掌握數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí)

教學(xué)目標(biāo)

與要求2、掌握數(shù)控編程指令的基礎(chǔ)知識(shí)

教學(xué)難點(diǎn)1、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)的組成

與重點(diǎn)

2、主要G指令的功能

多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、（現(xiàn)代化）

授課方法多媒體

分析教學(xué)手段

作業(yè)整理課上筆記

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

復(fù)習(xí)：數(shù)控加工相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。5min

1.3數(shù)控編程基礎(chǔ)15min

1.3.1數(shù)控編程概述

數(shù)控編程技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，即手工編程、APT語言編程和交互式圖形編程。由于手

工編程難以承擔(dān)復(fù)雜曲面的編程工作，因此自第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世不久，美國麻省理工學(xué)院即開

始研究自動(dòng)編程的語言系統(tǒng)，稱為APT（AutomaticallyProgrammedTools）語言。經(jīng)過不斷的發(fā)

展，APT編程能夠承擔(dān)復(fù)雜自由曲面加工的編程工作。

然而，由于APT語言是開發(fā)得比較早的計(jì)算機(jī)數(shù)控編程語言，而當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的圖形處理能力

不強(qiáng)，因而必須在APT源程序中用語言的形式去描述本來十分直觀的幾何圖形信息及加工過程，

再由計(jì)算機(jī)處理生成加工程序，致使其直觀性差，編程過程比較復(fù)雜不易掌握。目前已逐步為交

互式圖形編程系統(tǒng)所取代。

圖形交互自動(dòng)編程是一種計(jì)算機(jī)輔助編程技術(shù)。它是通過專用的計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)的。這種

軟件通常以機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件為基礎(chǔ)，利用CAD軟件的圖形編輯功能將零件的幾

何圖形繪制到計(jì)算機(jī)上，形成零件的圖形文件，然后調(diào)用數(shù)控編程模塊，采用人機(jī)交互的方式在

計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工的部位，再輸入相應(yīng)的加工參數(shù)，計(jì)算機(jī)便可自動(dòng)進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理

并編制出數(shù)控加工程序，同時(shí)在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)地顯示出刀具的加工軌跡。

教案

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

1.3.2數(shù)控程序結(jié)構(gòu)lOmin

數(shù)控程序是由為使機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)而給與數(shù)控裝置的一系列指令的有序集合所構(gòu)成的?？窟@些指令lOmin

使刀具按直線或者圓弧及其他曲線運(yùn)動(dòng)，控制主軸的回轉(zhuǎn)、停止、切削液的開關(guān)、自動(dòng)換刀裝置lOmin

和工作臺(tái)自動(dòng)交換裝置的動(dòng)作等。20min

程序是由程序段（Block）所組成，每個(gè)程序段是由字（word）和“：”所組成。而字是由地15min

址符和數(shù)值所構(gòu)成的，如：X（地址符）100.0（數(shù)值）Y（地址符）50.0（數(shù)值）。程序由程序號(hào)、lOmin

程序段號(hào)、準(zhǔn)備功能、尺寸字、進(jìn)給速度、主軸功能、刀具功能、輔助功能、刀補(bǔ)功能等構(gòu)成的。5min

一個(gè)數(shù)控程序由以下幾個(gè)部分組成：

（1）程序起始符。一般為“％”、"$”等，不同的數(shù)控機(jī)床起始符可能不同，應(yīng)根據(jù)具體

的數(shù)控機(jī)床說明使用。程序起始符單列一行。

（2）程序名。單列一行，有兩種形式，一種是以規(guī)定的英文字母（通常為O）為首，后面接

若干位數(shù)字（通常為2位或者4位），如00600,也可稱為程序號(hào)。另一種是以英文字母、數(shù)字和

符號(hào)“一”混合組成，比較靈活。程序名具體采用何種形式由數(shù)控系統(tǒng)決定。

（3）程序主體。由多個(gè)程序段組成，程序段是數(shù)控程序中的一句，單列一行，用于指揮機(jī)

床完成某一個(gè)動(dòng)作。每個(gè)程序段又由若干個(gè)程序字（word）組成，每個(gè)程序字表示一個(gè)功能指令,

因此又成為功能字，它由字首及隨后的若干個(gè)數(shù)字組成（如X100）。字首是一個(gè)英文字母，稱為

字的地址，它決定了字的功能類別。一般字的長度和順序不固定。在程序末尾一般有程序結(jié)束指

令，如M30,用于停止主軸、冷卻液和進(jìn)給，并使控制系統(tǒng)復(fù)位。

（4）程序結(jié)束符。程序結(jié)束的標(biāo)記符，一般與程序起始符相同。

1.3.3數(shù)控程序的指令

數(shù)控程序的指令由一系列的程序字組成，而程序字通常由地址（address）和數(shù)值（number）

兩部分組成，地址通常是某個(gè)大寫字母。

1.順序號(hào)字：順序號(hào)字也稱程序段號(hào)。在程序段之首，以字母N開頭，其后為一個(gè)2?4位的

數(shù)字。

2.準(zhǔn)備功能字：以字母G開頭，后接一個(gè)兩位數(shù)字，因此又稱為G指令。

3.輔助功能字

輔助功能字一般由字符M及隨后的2位數(shù)字組成，因此也稱為M指令。

4.其他功能字

（1）尺寸字：也叫尺寸指令，主要用來指令刀位點(diǎn)坐標(biāo)位置。如X、Y、Z主要用于表示刀

位點(diǎn)的坐標(biāo)值，而I、J、K用于表示圓弧刀軌的圓心坐標(biāo)值（參見G02、G03指令中的內(nèi)容）。

（2）進(jìn)給功能字：以字符F開頭，因此又稱為F指令，用于指定刀具插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)（即切削運(yùn)動(dòng)）

的速度，稱為進(jìn)給速度，單位是毫米/分鐘（mm/min）。

（3）主軸轉(zhuǎn)速功能字：以字符S開頭，因此又稱為S指令。用于指定主軸的轉(zhuǎn)速，以其后的

數(shù)字給出，單位是轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）0

（4）刀具功能字：用字符T及隨后的號(hào)碼表示，因此也稱為T指令。用于指定加工時(shí)采用

的刀具號(hào)，該指令在加工中心上使用。

本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)

教案

序號(hào)5授課日期班級

項(xiàng)目（章節(jié)）1.4工藝與編程基礎(chǔ)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)授課時(shí)數(shù)2

1、理解數(shù)控加工工藝編制的過程

教學(xué)目標(biāo)

與要求2、理解數(shù)控加工工藝參量的選擇

教學(xué)難點(diǎn)數(shù)控加工工藝編制的過程

與重點(diǎn)

多媒體課堂教學(xué)；圖示、舉例、講述、（現(xiàn)代化）

授課方法多媒體

分析教學(xué)手段

作業(yè)整理課上筆記

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

復(fù)習(xí)：數(shù)控編程的相關(guān)知識(shí)。5min

1.4工藝與編程基礎(chǔ)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)lOmin

1.4.1任務(wù)單

加工如圖1-23所示的零件，試分析此零件的結(jié)構(gòu)是否適合于數(shù)控加工？加工部分有外圓、螺

紋和退刀槽，試分析用什么樣的車刀加工此工件？由圖可知，巾45.5的軸段精度要求較高，試分

析采用什么樣的加工方法和加工順序來保證此加工精度？

圖1-23

教案

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

1.4.2數(shù)控加工工藝編制30min

30min

第1步：零件結(jié)構(gòu)工藝分析、毛坯及加工定位基準(zhǔn)的確定

20min

1.零件圖分析5min

(1)概括了解此零件為階梯軸，材料為45#鋼，采用1：1比例。共有4個(gè)軸段，需要加工

外圓、切槽、螺紋。

(2)分析試圖本階梯軸結(jié)構(gòu)、形狀簡單，沒有需要進(jìn)一步表達(dá)的部位，故采用一個(gè)主視

圖將結(jié)構(gòu)完全表達(dá)。

(3)尺寸與幾何精度分析

2.工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

3.確定毛坯

4.基準(zhǔn)的選擇

此工件的徑向尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心線，軸向尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為右端面。采用三爪自定位卡盤裝

夾，定位基面為外圓，可認(rèn)為定位基準(zhǔn)為中心線，滿足基準(zhǔn)重合原則。

第2步：擬定加工工藝路線、制定工序卡片

1.加工方法的選擇

該工件公差等級為IT8級，表面粗糙度為1.6刖，從表1-13中可以查出此工件的加工方法為：

粗加工、半精加工和精加工。

2.確定裝夾方案

3.數(shù)控機(jī)床的選擇

此零件加工精度為IT8級，故選擇普及型數(shù)控車床。

4.刀具的選擇

此工件需要加工的內(nèi)容為外圓、端面、槽和螺紋，因此需要選擇外圓車刀、切槽刀、600螺

紋車刀。

5.切削用量見表1-14所示

6.工件工藝分析

7.填寫工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡和工序卡，

第3步：確定加工余量、工序尺寸和公差以及工藝尺寸鏈計(jì)算

圖紙軸段直徑設(shè)計(jì)尺寸44.5±*°42,表面粗糙度1.64",毛坯為型材。工藝過程為粗車-半精

車-精車。用查表修正法或經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法確定毛坯總余量和各工序余量，其中粗銃余量由毛坯總余量

減去其余工序余量確定。

本節(jié)課小結(jié)及布置作業(yè)

教案

序號(hào)6授課日期班級

2.1.1數(shù)控車床加工的特點(diǎn)

項(xiàng)目（章節(jié)）授課時(shí)數(shù)2

2.1.2數(shù)控車床的類型

目標(biāo)：數(shù)控車削加工中的加工方法

教學(xué)目標(biāo)

與要求要求：掌握數(shù)控車削加工主要加工內(nèi)容

重點(diǎn)：數(shù)控車床加工的特點(diǎn)

教學(xué)難點(diǎn)

與重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)控車削加工主要加工內(nèi)容

（現(xiàn)代化）

授課方法

理實(shí)一體教學(xué)手段多媒體教學(xué)

作業(yè)數(shù)控車削加工中的加工方法有哪些？

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

課程的設(shè)計(jì)過程5分鐘

一、復(fù)習(xí)上次課程所講的內(nèi)容。5分鐘

二、課問題，了解學(xué)生對上次課程內(nèi)容的掌握情況。5分鐘

三、引出本次課成所講的內(nèi)容。70分鐘

四、本次課程的內(nèi)容概述。5分鐘

1、數(shù)控車床加工的特點(diǎn)。5分鐘

、數(shù)控車削加工主要加工內(nèi)容。

25分鐘

五、總結(jié)本此課程所講的內(nèi)容。

六、布置課后習(xí)題。

七、對下次課程做簡要介紹，以便學(xué)生課后預(yù)習(xí)。

教案

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

一、數(shù)控車削加工主要有以下加工內(nèi)容10分鐘

1.車削外圓10分鐘

車削外圓是最常見、最基本的車削方法，工件外圓一般由圓柱面、圓錐面、圓弧面及回轉(zhuǎn)10分鐘

槽等基本面組成。10分鐘

2.車削內(nèi)孔10分鐘

車削內(nèi)孔是指用車削方法擴(kuò)大工件的孔或加工空心工件的內(nèi)表面，是常用的車削加工方法10分鐘

之一。10分鐘

3.車削端面

車削端面包括臺(tái)階端面的車削，偏刀車削端面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光

潔，而且大、小端面均可車削。

4.車削螺紋

車削螺紋是數(shù)控車床的特點(diǎn)之一。在普通車床上一般只能加工少量的等螺距螺紋，而在數(shù)

控車床上，只要通過調(diào)整螺紋加工程序，指出螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)值及螺紋導(dǎo)程，即可車削各種不同

螺距的圓柱螺紋、錐螺紋或端面螺紋等。螺紋的車削可以通過單刀切削的方式進(jìn)行，也可進(jìn)行

循環(huán)切削。

二、數(shù)控車床的類型

1.按結(jié)構(gòu)分類

數(shù)控車床分為立式數(shù)控和臥式數(shù)控車床兩種類型。

(1)立式數(shù)控車床

用于回轉(zhuǎn)直徑較大的盤類零件的車削加工.

(2)臥式數(shù)控車床

用于軸向尺寸較大或較小的盤類零件加工。相對與立式數(shù)控車床來說，臥式數(shù)控車

床的結(jié)構(gòu)形式較多、加工功能豐富、使用的面積較廣。

1)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床

采用的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和單片機(jī)，是通過對普通的車床的車削進(jìn)給系統(tǒng)改善后形成的簡

易型數(shù)控車床，成本較低，但是自動(dòng)化程度和功能都比較差，加工的精度也不高，適用于

要求

不太高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。

2）通數(shù)控車床

根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計(jì)并配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床，數(shù)

控系統(tǒng)功能強(qiáng)，自動(dòng)化程度和加工精度也比較高，適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。這

種數(shù)控車床加工可以同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸，即X軸和Z軸。

3）車削加工中心

在普通數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增加了C軸和動(dòng)立頭，更高級的機(jī)床還帶有刀庫，可控制X、

Z和C三個(gè)坐標(biāo)軸，聯(lián)動(dòng)控制可以是（X、Z）、（Z、C）、或（X、C）o由于增加了C軸和銃

削動(dòng)力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大的增強(qiáng)，除可以進(jìn)行一般車削外，還可以進(jìn)行徑

向和軸向銃削、曲面銃削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。

2.按導(dǎo)軌分類

床身導(dǎo)軌與水平面的相對位置有4種布局形式，為水平床身布局，斜床身布局，斜床身布

局。

3.按刀架的布局分類

可分為兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)和四坐標(biāo)控制兩類。

（1）兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)

用于加工盤類零件的回轉(zhuǎn)刀架，其回轉(zhuǎn)軸垂直于主軸：

用于加工軸類和盤類零件的回轉(zhuǎn)刀架，其回轉(zhuǎn)軸平行于主軸。

常用有6工位、8工位、10工位、12工位。

（2）四坐標(biāo)控制

有兩個(gè)獨(dú)立的滑板和回轉(zhuǎn)刀架，故稱為雙刀架四坐標(biāo)數(shù)控車床。

每個(gè)刀架的切削進(jìn)給量分別控制，兩刀架可以同時(shí)切削同一工件的不同部位。

四坐標(biāo)數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要配置專門的數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)獨(dú)立刀架的控制。這

種機(jī)床適合加工曲軸、飛機(jī)零件等形狀復(fù)雜、批量較大的零件。

教案

序號(hào)7授課日期班級

2.1.3數(shù)控車床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

項(xiàng)目（章節(jié)）授課時(shí)數(shù)2

2.1.4數(shù)控車削工藝分析

目標(biāo)：數(shù)控車床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝路線擬定

教學(xué)目標(biāo)

與要求要求：掌握數(shù)控車削加工工藝路線制訂

重點(diǎn)：數(shù)控車床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

教學(xué)難點(diǎn)

與重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)控車削加工工藝路線制訂

（現(xiàn)代化）

授課方法

理實(shí)一體教學(xué)手段多媒體教學(xué)

作業(yè)工藝分析包括哪些內(nèi)容？

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

課程的設(shè)計(jì)過程5分鐘

一、復(fù)習(xí)上次課程所講的內(nèi)容。5分鐘

二、課問題，了解學(xué)生對上次課程內(nèi)容的掌握情況。5分鐘

三、引出本次課成所講的內(nèi)容。70分鐘

四、本次課程的內(nèi)容概述。5分鐘

1、數(shù)控車床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5分鐘

、數(shù)控車削工藝分析

25分鐘

五、總結(jié)本此課程所講的內(nèi)容。

六、布置課后習(xí)題。

七、對下次課程做簡要介紹，以便學(xué)生課后預(yù)習(xí)。

教案

時(shí)間

配

教學(xué)內(nèi)容及過程分

一、數(shù)控車床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)30分鐘

1.由于數(shù)控車床刀架的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)分別由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以它的傳動(dòng)鏈短。5分鐘

2.多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅(qū)動(dòng)主軸，按控制指令作無級變速，5分鐘

主軸之間不必用多級齒輪副來進(jìn)行變速。10分鐘

3.數(shù)控車床的第三個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是輕拖動(dòng)。刀架移動(dòng)一般采用滾珠絲桿副，滾珠絲桿副是數(shù)5分鐘

控車床的關(guān)鍵機(jī)械部件之一，滾珠絲桿兩端安裝的滾動(dòng)軸承要大的多，這種專用軸承配對

5分鐘

安裝，是選配的，最好在軸承出廠時(shí)就是成對的。5分鐘

4.為了拖動(dòng)輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動(dòng)潤滑。5分鐘

5.由于數(shù)控車床的價(jià)格較高、控制系統(tǒng)的壽命較長，所以數(shù)控車床的滑動(dòng)導(dǎo)軌也要求耐磨

性好。數(shù)控車床一般采用的是鑲剛導(dǎo)軌，這樣精度保持比較長、使用是壽命也加長。

6.數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護(hù)較嚴(yán)密等特點(diǎn)。自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一般都處于全封閉或半

封閉狀態(tài)。

二、數(shù)控車削工藝分析

1.結(jié)構(gòu)工藝性分析

零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對加工方法的適應(yīng)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工成型。

在數(shù)控車床上加工零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控車削的特點(diǎn)，認(rèn)真審視零件結(jié)構(gòu)的合理性。

2.構(gòu)成零件輪廓的幾何要素

由于設(shè)計(jì)等各種原因，在圖紙上可能出現(xiàn)加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封

閉等缺陷，從而增加編程的難度，有時(shí)甚至無法編寫程序。

3.尺寸公差要求

在確定控制零件尺寸精度的加工工藝時(shí)，必須分析零件圖樣上的公差要求，從而正確選擇

刀具及確定切削用量等。在尺寸公差要求的分析過程中，還可以同時(shí)進(jìn)行一些編程尺寸的簡單

換算，如中值尺寸及尺寸鏈的解算等。在數(shù)控編程時(shí)，常常對零件要求的尺寸取其最大和最小

極限尺寸的平均值（即“中值”）作為編程的尺寸依據(jù)。

4.形狀和位置公差要求

圖樣上給定的形狀和位置公差是保證零件精度的重要要求。在工藝準(zhǔn)備過程中，除了按其

要求確定零件的定位基準(zhǔn)和檢測基準(zhǔn)，并滿足其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的規(guī)定外，還可以根據(jù)機(jī)床的特殊需

要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效地控制其形狀和位置誤差。

5.表面粗糙度要求

表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用

量的重要依據(jù)。

6.材料要求

圖樣上給出的零件毛坯材料及熱處理要求，是選擇刀具（材料、幾何參數(shù)及使用壽命），確

定加工工序、切削用量及選擇機(jī)床的重要依據(jù)。

7.加工數(shù)量

零件的加工數(shù)量對工件的裝夾與定位、刀具的選擇、工序的安排及走刀路線的確定等都是

不可忽視的參數(shù)。

教案

序號(hào)8授課日期班級

項(xiàng)目（章節(jié)）2.1.5車削加工工件裝夾授課時(shí)數(shù)2

目標(biāo)：車削加工工件裝夾

教學(xué)目標(biāo)

與要求要求：掌握工件裝夾方法

重點(diǎn)：車削加工工件裝夾

教學(xué)難點(diǎn)

與重點(diǎn)難點(diǎn)：裝夾方法和基準(zhǔn)的選擇

（現(xiàn)代化）

授課方法

理實(shí)一體教學(xué)手段多媒體教學(xué)

作業(yè)車削加工是工件如何裝夾？

時(shí)間

教學(xué)內(nèi)容及過程

分配

課程的設(shè)計(jì)過程5分鐘

一、復(fù)習(xí)上次課程所講的內(nèi)容。5分鐘

二、課問題，了解學(xué)生對上次課程內(nèi)容的掌握情況。5分鐘

三、引出本次課成所講的內(nèi)容。70分鐘

四、本次課程的內(nèi)容概述。5分鐘

車削加工工件裝夾5分鐘

1.夾具類型5分鐘

2.基準(zhǔn)

3.數(shù)控車床定位基準(zhǔn)的選擇

4.裝夾方法

5.找正方法

五、總結(jié)本此課程